_ Criovulcanismul: De ce să-l studiați? Ce ne poate învăța despre găsirea vieții dincolo de Pământ?

Universe Today a avut privilegiul de a petrece ultimele câteva luni aventurându-se într-o multitudine de discipline științifice, inclusiv cratere de impact, suprafețe planetare, exoplanete, astrobiologie, solar fizică, comete, atmosfere planetare, geofizică planetară, cosmochimie, meteoriți, radioastronomie, extremofile, chimie organică și găuri negre și importanța lor în a ajuta oamenii de știință și publicul să-i învețe despre locul nostru în cosmos.

Aici, discutăm despre domeniul intrigant al criovulcanismului cu dr. Rosaly Lopes, care este om de știință al Direcției de Științe Planetare și cercetător senior la Laboratorul de propulsie cu reacție al NASA, în ceea ce privește importanța studierii criovulcanismului, exemple în întreg sistemul solar, ceea ce criovulcanismul ne poate învăța despre găsirea vieții dincolo de Pământ, aspecte interesante ale studiului criovulcanismului și sfaturi pentru viitorii studenți care doresc să studieze criovulcanismul.

Deci, care este importanța studierii criovulcanismului?

Dr. Lopes face referire la Geissler (2015) și spune Universe Today: „Colegul meu Paul Geissler a definit-o bine: „Erupția fazelor lichide sau de vapori (cu sau fără solide antrenate) de apă sau alte substanțe volatile care ar fi solide înghețate la temperatura normală de suprafața satelitului înghețat.”

În timp ce asociem vulcanismul de pe Pământ ca fiind atunci când magma fierbinți erupe din interiorul Pământului într-o flacără de foc și topind totul în calea sa, criovulcanismul este studiul vulcanismului de gheață, ca „crio” este definit ca „rece de gheață” sau „îngheț”. Termenul a fost folosit pentru prima dată într-un rezumat la Geological Society of America (GSA) Abstract with Programs din 1987 de Steven K. Croft și de atunci a fost folosit pentru a descrie vulcanii de gheață din întreg sistemul solar.

Termeni suplimentari. utilizate în contextul criovulcanismului includ criomagma și criolava - comparabile cu magma și lava de la vulcanii tradiționali - și edificiul criovulcanic - comparabil cu vulcanii în scut tradiționali observați atât pe Pământ, cât și pe alte corpuri planetare (adică Marte și Venus). Prin urmare, care sunt câteva exemple de criovulcanism în sistemul nostru solar?

Dr. Lopes spune Universului Today: „Vedem criovulcanism activ pe Enceladus și semne ale criovulcanismului din trecut pe Titan, Europa, Ganymede și chiar Io (SO2 mai degrabă decât apă). Dr. Lopes detaliază mai multe despre vulcanismul activ și din trecut, de asemenea, într-un capitol de carte din 2010.

Motivul pentru care vedem criovulcanism activ pe luna lui Saturn, Enceladus, se datorează oceanului mare de apă lichidă pe care îl posedă sub sa. crustă de gheață, sonda spațială Cassini de la NASA nu numai că a fotografiat penele active care erup de la polul sud al lui Enceladus „Tiger Stripes”, dar Cassini a zburat și prin penele în martie 2008, folosind spectrometrul său de ioni și masă neutră (INMS) pentru a identifica vaporii de apă, carbon dioxid de carbon, monoxid de carbon și materiale organice, ale căror niveluri erau mai mari decât ipotezase echipa Cassini înainte de zbor.

Cea mai mare lună a lui Saturn, Titan, găzduiește corpuri de metan lichid și etan pe suprafața sa, datorită la temperaturile reci ale suprafeței de -182,55 grade Celsius (-296,59 grade Fahrenheit), în timp ce metanul și etanul există strict ca gaze pe Pământ. În ceea ce privește dovezile criovulcanismului trecut pe Titan, nava spațială Cassini a descoperit Doom Mons în 2005 și Erebor Mons în 2007, ambele fiind în prezent acceptate în general ca criovulcani. În plus, Cassini și-a folosit instrumentele radar în 2018 pentru a identifica topografia de pe Titan, care a fost identificată drept „cea mai bună dovadă” pentru un criovulcan pe Titan.

La fel ca Enceladus, cele două luni galileene ale lui Jupiter, Europa și Ganymede, au prezentat dovezi semnificative că ambele conțin oceane lichide interioare sub crustele lor de gheață, iar misiunea Europa Clipper a NASA este programată să fie lansată în octombrie pentru a explora această gheață. lumea în detaliu odată ce sosește cândva în 2030. În plus, misiunea Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) a Agenției Spațiale Europene a fost lansată în aprilie 2023 cu scopul de a studia în detaliu Ganymede și este programată în prezent să intre pe orbita lui Ganymede cândva la sfârșitul anului 2034.

În ceea ce privește dovezile criovulcanismului trecut pe Europa, oamenii de știință au postulat în 2020 că penele observate a emana din Europa ar putea proveni direct din interiorul crustei de gheață. Pentru Ganymede, caracteristicile specifice ale suprafeței cunoscute sub numele de paterae au indicat „regiuni criovulcanice potențiale”, dar oamenii de știință rămân sceptici și au enumerat aceste caracteristici ca fiind ceva ce misiunea JUICE ar trebui să investigheze în continuare.

Alte lumi din sistemul nostru solar care, de asemenea, expune dovezi trecute sau actuale de criovulcanism includ planeta pitică, Ceres; luna lui Neptun, Triton; planeta pitică, Pluto și luna sa, Charon; și alte planete pitice, de asemenea. Prin urmare, cu această multitudine de lumi care prezintă dovezi actuale sau trecute de criovulcanism în sistemul nostru solar, ce ne poate învăța criovulcanismul despre găsirea vieții dincolo de Pământ?

Dr. Lopes spune Universului Today: „Pentru ca viața așa cum o cunoaștem să existe, avem nevoie de apă și energie – criovulcanismul furnizează căldură (energie) și este o modalitate de a aduce material care poate avea biosemnături la suprafața corpului. Dacă materialul doar stă în ocean sub o crustă de gheață, ar putea trece multe decenii până când vom putea să-l eșantionăm.”

Cu privire la cele mai interesante aspecte ale criovulcanismului pe care le-a studiat în timpul carierei sale, dr. Lopes spune Universului Astăzi, „Găsirea Doom Mons și Erebor Mons pe Titan a fost foarte interesantă, deoarece acestea sunt cele mai convingătoare dovezi pe care le avem că criovulcanismul s-a întâmplat pe Titan.”

La fel ca celelalte discipline științifice pe care Universe Today le-a explorat, domeniul criovulcanismului implică colaborarea oamenilor de știință dintr-o multitudine de medii, inclusiv vulcanologie, geologie planetară, fizică și informatică. Prin aceasta, oamenii de știință pot crea modele computerizate ale criovulcanismului pe baza datelor existente, împreună cu utilizarea imaginilor de la orbitatori pentru a-și confirma sau actualiza modelele pentru a stabili procesele din spatele criovulcanismului pe care l-au observat. Prin urmare, ce sfaturi poate oferi Dr. Lopes viitorilor studenți care doresc să studieze criovulcanismul?

Dr. Lopes spune Universului Today: „Fizica procesului încă nu este bine înțeleasă. Experimentele de laborator sunt valoroase. Ar trebui să citească literatura și să descopere cum să-și progreseze înțelegerea.”

(Fluierul)